MBR生物反應器的運行管理（中）

   MBR作為取代二沉池的膜生物反應器，它利用了膜的細微孔徑在一定壓力下實(shí)現的活性污泥的泥水分離，基本的原理是這樣，但是要把這樣的原理應用到實(shí)際生產(chǎn)中，還需要很多技術(shù)細節的實(shí)施。MBR在多年的發(fā)展中不斷地改進(jìn)和完善生產(chǎn)工藝，在實(shí)際生產(chǎn)中起到更加良好的泥水分離作用。

   作為MBR膜在進(jìn)行過(guò)濾模式中，主要的過(guò)濾方式有死端過(guò)濾和錯流過(guò)濾，如下圖所示：

   圖中ａ為死端過(guò)濾，和化驗室中進(jìn)行的濾紙過(guò)濾的原理相同，但是很容易快速堵塞，而且膜的滲透速率會(huì )直線(xiàn)下降，直到徹底堵塞，滲透液完全不能通過(guò)MBR膜。而錯流過(guò)濾會(huì )在膜滲透速率下降到一定程度后形成平臺形式，但是不會(huì )影響濃縮液的回流，也同時(shí)也仍有一部分滲透液的繼續通過(guò)MBR膜。在MBR的實(shí)際使用中，濃縮液和滲透液會(huì )通過(guò)兩個(gè)途徑從MBR池中抽升離開(kāi)，也就是MBR的污泥回流泵和清水抽吸泵的作用。

   隨著(zhù)活性污泥顆粒不斷的堆積到MBR膜表面，就會(huì )造成MBR膜的堵塞，那如何保持膜表面的清潔呢？在MBR工藝中引入了膜擦洗風(fēng)機，通過(guò)高強度的曝氣對膜表面的堆積的活性污泥顆粒擦洗下來(lái)，保持MBR膜的通量。

   下圖使用平板的MBR膜來(lái)說(shuō)明膜擦洗風(fēng)機對MBR的運行中的清理作用，可以看到藍色的空氣泡從MBR膜表面對堆積的活性污泥的一個(gè)吹掃擦洗的作用，通過(guò)在MBR組件池中的高強度的曝氣產(chǎn)生的空氣泡，將MBR膜表面的膜堆積的活性污泥顆粒吹離MBR膜，從而恢復MBR膜的膜通量。

由于MBR是作為活性污泥法的一個(gè)組件，在運行中會(huì )受到活性污泥中的膠體、絮凝體、微生物的生物黏附污染，在MBR工藝中會(huì )有兩種清潔過(guò)程：物理清潔和化學(xué)清潔。使用空氣進(jìn)行清洗的是物理清潔，但是要對MBR表面的微生物黏附的污染，就需要進(jìn)行化學(xué)清洗?；瘜W(xué)清洗通過(guò)在MBR模組池內投加化學(xué)藥劑，通常為次氯酸鈉、檸檬酸等，消殺MBR膜表面的微生物黏附，以消除因為微生物結垢導致的跨膜壓差變大影響?；瘜W(xué)清洗可以根據生物膜的生長(cháng)程度進(jìn)行在線(xiàn)清洗和離線(xiàn)浸泡清洗兩種方式進(jìn)行。在一些大型的MBR工廠(chǎng)中，要考慮在運行中，離線(xiàn)清洗對整個(gè)工藝流程和處理水量的影響，要做好充足的計算和準備。

   這就是MBR的生產(chǎn)運行的基本的原理，當然在實(shí)際的使用中還有更為復雜和精細的設備來(lái)保證MBR反應器的穩定運行，對于MBR膜的日常運行中，還需要了解一些關(guān)鍵的參數：

   （１）膜通量：

   膜通量是指物料（在MBR工藝中特指處理后的出水，）在單位時(shí)間通過(guò)單位膜面積的量，一般用J來(lái)表示，單位為m3/（m2·s），或者簡(jiǎn)化成m/s，有時(shí)也稱(chēng)為滲透速率或過(guò)濾速率。在實(shí)際的生產(chǎn)中，對廠(chǎng)內的MBR的膜通量進(jìn)行觀(guān)測和記錄，是對MBR過(guò)濾效果的一個(gè)衡量，并以此來(lái)確定MBR膜出水量的大小，確定MBR是否需要進(jìn)行清洗工序等。特別是在北方污水廠(chǎng)受溫度影響較大的地區，要注意冬季溫度對膜通量變化的影響，一般以２０℃的膜通量為基準數值，對不同的溫度下的膜通量可以通過(guò)公式計算：

  Ｊ＝Ｊ２０×１.０２５（T－２０）

   其中J２０為２０℃下的膜通量，T為實(shí)際運行的水溫。

   通過(guò)公式可以看到，隨著(zhù)溫度的降低到低于２０℃以后，膜通量也會(huì )隨之下降，反之則增加。在日常管理中的，特別是北方四季明顯的地區，要考慮溫度對MBR膜的膜通量的影響作用，在冬季期間采取合理的工藝管理措施。

   （2）跨膜壓差

   在MBR膜過(guò)濾過(guò)程中，需要施加一個(gè)外力來(lái)使物料通過(guò)MBR膜，這個(gè)外界施加的驅動(dòng)力是為了消除MBR內外的壓力差，因此把它稱(chēng)為跨膜壓差，用TMP來(lái)表示，單位是Pa?？缒翰钤趯?shí)際運行中也反映了MBR膜的污堵程度，在運行跨膜壓差越大，說(shuō)明MBR膜表面堆積的活性污泥也就越多，需要進(jìn)行膜沖洗的工序。

   這兩個(gè)參數在MBR膜工藝運行中，是對膜的過(guò)濾能力的描述，在運行中，要注意收集這兩個(gè)參數在日常運行中的變化，通過(guò)膜過(guò)濾能力的日常觀(guān)測，建立在活性污泥的不同運行工況下膜過(guò)濾能力的變化，從而預判膜清洗成本，實(shí)現MBR膜的精細化管理。

   但是在污水廠(chǎng)的實(shí)際運行中，作為工藝運行管理者，對MBR的技術(shù)細節和工藝細節可能沒(méi)有辦法深入的了解，污水廠(chǎng)的運行人員對MBR進(jìn)行有效的運行管理需要做哪些內容呢？由于MBR是作為活性污泥法中的泥水分離的膜生物反應器，因此MBR膜的運行管理應結合活性污泥法的一些基本的原理來(lái)展開(kāi)，MBR膜工藝運行的日常管理內容將在下一篇和大家詳細交流，歡迎持續關(guān)注并參與討論。